基于实时形变细胞谱系对巨型单层脂球的高通量力学表征
生物物理
2025-11-14 v2 软凝聚态物质
摘要
实时形变细胞谱系（RT-DC）实现了对软微观对象的高通量、接触自由的力学表征。本文将其应用于巨型单层脂球（GUVs）。为解释 RT-DC 中脂球变形，我们提出一种考虑面积膨胀模量作为主要力学参数的仿真模型。通过对广泛参数空间的相场仿真，我们发现 GUV 的变形与 GUV 面积呈线性关系。基于这些结果，我们派生出两种互补的拟合策略，用于从 RT-DC 数据中提取面积膨胀模量 K：一种针对单个脂球的直接基于模型的拟合，另一种能够实现稳健群级估计的噪声抗性方法。此外，我们引入一种结合两种方法的拟合方法，用于筛选异常值并提高异构或噪声数据集中的准确性。所有方法均可跨越不同的流速、通道几何和缓冲液粘度，并产生与文献中不同脂质组成一致的 K 值。与传统技术如微管吸取相比，我们的方法在不施加机械接触的情况下实现了数量级更高的通量，特别适用于 GUV 群体研究。除了力学表型鉴定，此框架为基于膜力学对脂球群体进行排序开辟了新的途径，这在合成生物学和软物质研究中日益受到关注。
引用
@article{arxiv.2505.15341,
title = {High-Throughput Mechanical Characterization of Giant Unilamellar Vesicles by Real-Time Deformability Cytometry},
author = {Maximilian Kloppe and Stefan J. Maurer and Tobias Abele and Kerstin Göpfrich and Sebastian Aland},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.15341},
year = {2025}
}
备注
15 pages, 5 figures. Submitted to Soft Matter